瀝青混合料顆粒體系細觀特性與力學行為

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.1.1 瀝青混合料的組成設(shè)計 1
1.1.2 瀝青混合料的施工控制 3
1.1.3 瀝青混合料的服役性能 4
1.1.4 瀝青混合料的細觀特性 5
1.2 礦料顆粒特征及遷移特性研究進展 7
1.2.1 礦料顆粒幾何特征 7
1.2.2 礦料顆粒尺寸效應 9
1.2.3 礦料顆粒遷移特性 9
1.3 瀝青混合料界面效應及力學特性研究進展 10
1.3.1 礦料顆粒界面接觸摩擦特性 10
1.3.2 瀝青混合料界面交互作用 11
1.3.3 瀝青混合料的抗剪特性 12
1.4 瀝青混合料集料分布、離析行為與壓實特性研究進展 14
1.4.1 集料分布及評價方法 14
1.4.2 瀝青混合料的離析行為 15
1.4.3 瀝青混合料的壓實特性 16
參考文獻 17
第2章 礦料幾何特征及復合特性 24
2.1 礦料幾何特征及評價方法 24
2.1.1 礦料幾何特征評價指標 24
2.1.2 現(xiàn)有集料幾何特征評價方法 30
2.1.3 新型集料幾何特征測試方法 31
2.2 基于AIMS II 系統(tǒng)的礦料幾何特征評價方法 32
2.2.1 集料圖像采集系統(tǒng) 32
2.2.2 評價指標 33
2.2.3 試驗材料與方法 35
2.3 單粒徑礦料顆粒幾何特征 37
2.3.1 礦料形狀特征 37
2.3.2 礦料表面紋理 38
2.3.3 礦料棱角性 39
2.4 級配礦料復合幾何特征參數(shù) 40
2.4.1 復合形狀指數(shù) 40
2.4.2 復合紋理指數(shù) 41
2.4.3 復合棱角指數(shù) 42
2.5 級配礦料復合幾何特征 42
2.5.1 復合形狀特征 44
2.5.2 復合紋理特征 45
2.5.3 復合棱角特征 46
參考文獻 47
第3章 礦料顆粒體系界面接觸摩擦特性及遷移行為 49
3.1 礦料顆粒體系接觸摩擦測試方法 49
3.1.1 顆粒性材料接觸特性評價方法 49
3.1.2 礦料顆粒體系接觸摩擦試驗方法 50
3.2 單粒徑礦料顆粒體系的界面接觸摩擦特性 54
3.2.1 評價指標 54
3.2.2 界面接觸摩擦特性 55
3.3 級配礦料顆粒體系的界面接觸摩擦特性 58
3.3.1 評價指標 59
3.3.2 接觸摩擦力學指標 61
3.3.3 接觸摩擦*線波動特性 62
3.3.4 復合幾何特征與接觸摩擦特性的關(guān)系 63
3.4 礦料顆粒體系細觀力學特性 65
3.4.1 接觸摩擦虛擬試驗方法 65
3.4.2 接觸摩擦虛擬試驗評價參數(shù) 67
3.4.3 接觸摩擦細觀特性 68
3.5 礦料顆粒體系的動態(tài)遷移行為 75
3.5.1 顆粒運動狀況 75
3.5.2 配位數(shù)與接觸數(shù) 75
3.5.3 接觸力的變化 76
3.5.4 接觸力鏈的變化 77
參考文獻 79
第4章 礦料-瀝青混合顆粒體系界面黏結(jié)與潤滑效應 81
4.1 試驗方案 81
4.1.1 試驗材料 81
4.1.2 試驗方法 83
4.2 混合顆粒體系界面黏結(jié)/潤滑溫度轉(zhuǎn)變行為 84
4.2.1 界面黏結(jié)/潤滑轉(zhuǎn)變行為模型 84
4.2.2 界面黏結(jié)/潤滑的溫度轉(zhuǎn)變區(qū)間界定 85
4.2.3 混合顆粒體系界面黏結(jié)/潤滑效應 86
4.3 混合顆粒體系界面黏結(jié)特性 89
4.3.1 礦料界面瀝青膜黏結(jié)強度測試 89
4.3.2 礦料界面瀝青力學轉(zhuǎn)變行為 92
4.3.3 瀝青混合料顆粒體系界面黏結(jié)特性 97
4.4 混合顆粒體系界面潤滑效應 99
4.4.1 界面黏潤狀態(tài)過渡特性 99
4.4.2 界面潤滑特性 100
4.5 基于界面效應的瀝青混合料拌和及壓實溫度確定 104
4.5.1 瀝青混合料的工作性評價方法 104
4.5.2 界面效應對瀝青混合料工作性的影響 105
4.5.3 瀝青混合料拌和及壓實溫度確定方法 107
參考文獻 109
第5章 瀝青混合料集料離析特性及控制方法 110
5.1 瀝青混合料離析成因 110
5.2 瀝青混合料集料級配離析評價方法 111
5.2.1 測試原理 111
5.2.2 集料離析模擬裝置開發(fā) 113
5.2.3 離析評價參數(shù) 117
5.2.4 離析特性 118
5.3 瀝青混合料級配離析機理 121
5.3.1 礦料顆粒體系離析機理 121
5.3.2 顆粒界面效應與瀝青混合料級配離析的關(guān)系 126
5.4 礦料級配離析對瀝青混合料性能的影響 127
5.4.1 不同離析程度的瀝青混合料設(shè)計 127
5.4.2 集料離析對壓實特性的影響 130
5.4.3 集料離析對高溫穩(wěn)定性的影響 133
5.4.4 集料離析對水穩(wěn)定性的影響 136
5.4.5 集料離析對低溫抗裂性的影響 138
5.5 礦料級配離析控制措施 139
5.5.1 級配離析控制 139
5.5.2 抗離析級配優(yōu)化設(shè)計方法 140
參考文獻 141
第6章 瀝青混合料壓實特性及作用機制 143
6.1 壓實過程礦料遷移的PFC3D 數(shù)值模擬方法 143
6.1.1 瀝青混合料虛擬試件構(gòu)建 144
6.1.2 接觸模型選擇 150
6.1.3 虛擬壓實試驗 154
6.2 壓實過程中的礦料顆粒追蹤方法 155
6.2.1 礦料顆粒標記 155
6.2.2 分步旋轉(zhuǎn)壓實方法 156
6.2.3 礦料遷移量化表征 158
6.2.4 虛擬壓實模型驗證 159
6.3 壓實過程中瀝青混合料空間結(jié)構(gòu)形成及演變機制 160
6.3.1 壓實過程中的礦料遷移特性 160
6.3.2 瀝青混合料空間結(jié)構(gòu)演變過程 165
6.3.3 瀝青混合料骨架接觸特性 168
6.3.4 瀝青混合料骨架密實模型 174
參考文獻 175
第7章 瀝青混合料顆粒界面滑移特性及評價方法 176
7.1 軸向剪切滑移試驗 176
7.1.1 試驗裝置和方法 176
7.1.2 評價指標 179
7.1.3 評價指標優(yōu)選 180
7.2 瀝青混合料軸向剪切滑移特性 181
7.2.1 環(huán)境溫度對軸向剪切滑移特性的影響 181
7.2.2 級配組成對軸向剪切滑移特性的影響 181
7.2.3 瀝青用量對軸向剪切滑移特性的影響 183
7.2.4 瀝青性質(zhì)對軸向剪切滑移特性的影響 184
7.3 扭轉(zhuǎn)剪切滑移試驗 185
7.3.1 試驗裝置 187
7.3.2 試驗條件 189
7.3.3 試驗方法 189
7.3.4 評價指標 190
7.4 瀝青混合料扭轉(zhuǎn)剪切滑移特性 193
7.4.1 級配組成對扭轉(zhuǎn)剪切滑移特性的影響 193
7.4.2 瀝青性質(zhì)對扭轉(zhuǎn)剪切滑移特性的影響 195
7.4.3 瀝青用量對扭轉(zhuǎn)剪切滑移特性的影響 197
7.4.4 環(huán)境溫度對扭轉(zhuǎn)剪切滑移特性的影響 199
7.5 兩種加載模式的剪切滑移特性對比 200
7.5.1 軸向剪切滑移與扭轉(zhuǎn)剪切滑移相關(guān)性 200
7.5.2 軸向剪切滑移與扭轉(zhuǎn)剪切滑移對比 201
參考文獻 203
第8章 瀝青混合料細觀結(jié)構(gòu)演化及力學行為 204
8.1 瀝青混合料細觀結(jié)構(gòu)模型 204
8.1.1 顆粒界面平行黏結(jié)模型 205
8.1.2 顆粒界面平行黏結(jié)模型參數(shù) 206
8.2 瀝青混合料結(jié)構(gòu)演化 207
8.2.1 結(jié)構(gòu)演化表征參數(shù) 209
8.2.2 結(jié)構(gòu)演化特性 212
8.3 瀝青混合料顆粒遷移特性 216
8.3.1 顆粒遷移表征參數(shù) 216
8.3.2 顆粒遷移特性 218
8.4 瀝青混合料的變形行為及細觀力學機制 224
8.4.1 瀝青混合料荷載變形行為 224
8.4.2 礦料顆粒遷移與荷載變形的關(guān)系 228
8.4.3 瀝青混合料變形的細觀力學機制 229
參考文獻 232
第9章 基于顆粒體系細觀特性的瀝青混合料組成優(yōu)化設(shè)計 234
9.1 概述 234
9.1.1 礦料級配設(shè)計方法 234
9.1.2 *佳油石比確定方法 236
9.2 集料級配優(yōu)化設(shè)計 236
9.2.1 集料優(yōu)選 236
9.2.2 級配優(yōu)化設(shè)計參數(shù) 238
9.2.3 級配優(yōu)化設(shè)計方法 240
9.2.4 級配優(yōu)化設(shè)計示例 241
9.3 基于界面滑移的瀝青混合料*佳油石比確定方法 244
9.3.1 瀝青混合料*佳油石比確定方法 244
9.3.2 瀝青混合料*佳油石比確定示例 245
9.3.3 瀝青混合料*佳油石比驗證 249
9.4 瀝青混合料變形預估 251
9.4.1 瀝青混合料變形預估模型參數(shù) 251
9.4.2 瀝青混合料變形預估模型構(gòu)建 252
9.4.3 瀝青混合料變形預估驗證 255
9.4.4 瀝青混合料性能預測 257
參考文獻 258